一、工程概况
为积极响应国家“水十条”及安徽省环保政策要求,提高桐城经济开发区工业污水集中处理成效,本次新建一座5万m3/d工业污水处理厂;其占地面积约3.6公顷,工程总投资约5.5亿元;项目实施后,可明显改善本地区的投资环境,提升水环境质量,并保障桐城国家级开发区生态健康、促进可持续发展。
桐城市污水排水分区图
桐城经开区化工园区规划图
依据《安庆桐城化工园区(稳定同位素产业园)总体发展规划》,新建工业污水厂主要处理的废水类型为光伏废水及化工废水,本次设计以结合园区污水水质特性及项目的实际条件和要求,选择技术可行、经济合理的处理工艺,并适度引进一些新技术和新设备,把污水处理厂建设成为一个现代化的清洁式工厂,成为光伏及化工类工业污水厂的示范工程。
二、项目特点及创新点
1.污水处理新工艺的应用
①除氟工艺创新
本次采用两阶段高效沉淀池并配合除氟剂进行深度除氟,据相关现场实际投加量及实验分析,8mg/L的氟化物浓度直接降低到1.0mg/L的除氟剂量是2.8-3.5g/L,药剂成本约2.5-3.0元/m3;而8mg/L的氟化物首先降低到3.0mg/L,再将3mg/L的氟化物降低到1.0mg/L除氟剂量是1.8-2.0mg/L;由此采用两阶段除氟工艺可节约30-35%除氟药剂成本,即一年节约约1600万运营费用。
此外氟离子通过投加除氟剂形成络合物后,常规高密度沉淀池沉淀效果较差,本次采用介质沉淀池,通过投加的介质载体形成高密度絮体的“种子”,从而提升沉淀的表面负荷,且可以大大降低水力负荷和占地面积。
介质沉淀池原理示意图
②除炭工艺创新
本次在预处理段增加水解酸化池,对复杂有机物采用水解酸化方式降解为小分子有机物,提高原水的可生化性;一方面降低后续生化处理脱氮的碳源投加量,一方面减少后续深度除炭的费用。
水解酸化池工作原理图
深度处理区采用炭吸附高密度沉淀池工艺对惰性有机物进行深度吸附处理,从平均粉末活性炭(PAC)投加比2-3:1(ΔgPAC/ΔgCODcr),CODcr稳定去除效果20mg/L,成本为0.4-0.5元/m3;相比工业污水厂普遍采用的臭氧工艺(成本约为1元/m3),一年可节约约1000万运营费用。
炭吸附高效沉淀池原理示意图
2.集约化设计
因工业用地选址位于开发区化工产业园核心区域内,地块价值较高,故为了节省用地,本次将处理工艺依据地形特点集中紧凑化布置,并将诸多构、建筑物合建,如A2O-AO生化池与二沉池合建,炭吸附接触池与深度除氟介质沉淀池合建,曝气生物滤池及滤布滤池合建等,相比分开建设的单体,合建工艺可节约1/2-1/3占地面积。此外集约化设计大大缩短了巡检运维路线,便于运营管理。
A2O-AO与二沉池合建
炭吸附池与除氟介质沉淀池合建
桐城经济开发区污水处理厂鸟瞰图
3.BIM及数字化应用
对于核心工艺不仅承担水处理的效果,并且构造复杂,涉及结构、建筑、给排水、强电、弱电及机电等较多专业。为了保证核心工艺能稳定达标及设计质量,在各专业之间实现高度的协作,本次对于核心工艺进行动态模拟及三维协同设计。
炭吸附及除氟介质沉淀池BIM
水解酸化池动态模拟
4.智慧管理平台建设
本设计涵盖污水厂运行的动态管理、水质监测、组态监测、能耗监测、智能加药、网络安全、物资管理、告警管理等模块,实现对污水的全面监测和处理。通过监测和自动化控制确保处理水质达到环保标准,提高处理效率、降低能耗,最终实现安全、高效的污水处理和排放。
智慧平台界面图
三、项目推广及评价
1.随着国家及省内对集中治理工业集聚区水污染的高度重视,经济技术开发区或高新区的污水处理必须配备专属工业污水厂;并且光伏新能源是近年兴起的热门行业,因其生产环节中产生的光伏废水量大且水质复杂,也需配备工业污水厂,本项目以桐城国家级开发区工业水厂为依托,力争省内光伏及化工类工业污水厂的示范工程。
2.用专业的技术巩固桐城及皖南地区的水环境治理的市场,提升水厂类项目的设计地位,同时发展一批高素质的专业设计人员。
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